Las nuevas tecnologías en aditivos para el concreto

En la tecnología del concreto autocompactable, para conseguir una fluidez adecuada y evitar segregaciones, debe encontrarse un diseño de mezcla con una granulometría equilibrada y un aporte de finos adicional (< 100 micrometros) y el uso de un aditivo superplastificante que proporcione una trabajabilidad larga al concreto junto con una alta reducción de agua. Como no siempre los constituyentes del concreto son los adecuados, a veces es importante la combinación con aditivos especiales llamados agentes de viscosidad. Estos productos no son nuevos en el mercado y son bien conocidos, basándose en tecnologías ya establecidas en la mayoría de los casos.

Los desarrollos de nuevos aditivos se centran ahora en el aumento de la producción y calidad del concreto. Las nuevas generaciones de aditivos permitirán la utilización de productos con un equilibrio controlado entre la manejabilidad y las resistencias a primeras edades.

Hoy en día, los aditivos de concreto son esenciales como parte de su tecnología. Los plastificantes y superplastificantes son los productos más numerosos y ampliamente utilizados. Estos pueden clasificarse en las siguientes categorías:

Lignosulfonatos

Naftalénsulfonatos

Melamina-sulfonado policondensados

Copolímeros Vinílicos (Tecnología Sika)

Policarboxilatos

La adición de superplastificantes y/o plastificantes aumenta la manejabilidad del concreto sin variar su contenido de agua. Por otra parte, cuando se mantiene la fluidez constante, el contenido de agua puede reducirse significativamente. Estos productos pueden usarse para aumentar la trabajabilidad y, al mismo tiempo reducir el contenido de agua, es un efecto combinado.

Estas tecnologías se utilizan muchas veces en combinación. Los aditivos tradicionales se basan en un efecto de dispersión. La molécula de aditivo tiene una estructura de dipolo con grupos cargados negativamente. Estas moléculas se adsorben en las partículas de cemento y les dotan así de carga negativa, haciendo que las partículas de cemento se repelan entre sí. Al pasar el tiempo, progresa la hidratación del cemento y las moléculas de aditivo llegan a cubrirse por los productos de hidratación y entonces deja de haber un efecto de dispersión. En el caso de la nueva generación de aditivos, ya con el tipo vinílico, pero especialmente con los carboxilatos, no sólo se produce un efecto de dispersión sino también un efecto estérico. Como estos aditivos se basan en moléculas complejas con un alto grado de flexibilidad, y comprenden diferentes grupos funcionales y con diferentes longitudes de cadena. Las largas cadenas laterales crecen más allá de los productos de hidratación del cemento formados, proporcionando un mayor efecto de dispersión. Estas cadenas laterales son responsables del efecto estérico e interaccionan con el agua. Al transcurrir el tiempo, una segunda molécula se hace activa mediante el mismo efecto estérico, y así se logra una actividad más duradera en el tiempo.

Por este motivo, estas nuevas generaciones de aditivos son especialmente adecuadas para la elaboración de concreto autocompactable.

Como aditivos complementarios para la confección de concreto autocompactable, suelen utilizarse los llamados agentes de viscosidad. Estos productos se hacen necesarios cuando no se cuenta con los materiales más adecuados para obtener un hormigón de características adecuadas de fluidez y cohesión o cuando la mezcla de hormigón ha variado desde su diseño hasta su ejecución por diversos motivos y se producen segregaciones por exceso de agua. En estos casos, adición de pequeñas cantidades de estos aditivos, dotan al hormigón de cohesión debido a sus propiedades como regulador de la cantidad de agua del sistema. Estos productos, como ya se ha citado, no responden a una nueva tecnología, sino que productos ya existentes para otros usos han encontrado aquí una nueva aplicación, aunque también han surgido nuevos desarrollos de sustancias específicas para esta función. De forma general, pueden dividirse en los siguientes grupos:

Los fundamentos científicos y tecnológicos del desarrollo de concreto autocompactable ha tenido lugar gracias a la realización de un proyecto BRITE-EURAM con la participación del Centro Tecnológico de Sika en España, financiado por la UE y dedicado al estudio exhaustivo de este tipo de concreto considerando aspectos variados de su diseño, caracterización y puesta en obra.